Stellite 21
Stellite 21 について
名称および同等名称：Stellite 21 は、コバルト - クロム合金 21としても知られ、UNS 番号はR30021です。ASTM F75、B426、B659およびAMS 5846規格に準拠しており、国際的な同等規格としてDIN/EN 2.4973およびGB/T 15025: CoCrW21があります。また、ASME SB-75およびISO 5832-4の承認を得ており、耐食用途向けにNACE MR0175に適合しています。
Stellite 21 基本概要
Stellite 21 は、優れた耐食性、耐磨耗性、および高温下での機械的安定性を備えた高性能コバルト - クロム合金です。強度と耐食保護を強化するためにモリブデンを含有しており、化学処理、海洋、石油・ガスアプリケーションを含む過酷な環境に適しています。
この合金は、機械的応力と化学的曝露を伴う苛酷な条件下で卓越した性能を発揮します。高温下でも特性を維持する能力と熱疲労に対する耐性により、高温システムにおけるバルブ、シール、その他の重要な部材の首选材料となっています。
Stellite 21 の代替超合金
Stellite 21 は耐磨耗性と耐食性のバランスが取れていますが、状況によっては他の超合金が好まれる場合があります。Stellite 6はより優れた耐磨耗性を提供しますが、耐食保護は劣るため、摩耗に焦点を当てた用途に最適です。Stellite 12はより硬く、耐摩耗性が向上していますが、柔軟性は低くなります。
Inconel 718およびHastelloy C22は、より極端な高温環境における酸化抵抗性を強化します。Nimonic 75およびRene 41は、熱疲労抵抗性と長期的なクリープ性能を必要とする航空宇宙用途に優れています。
Stellite 21 の設計意図
Stellite 21 は、耐食性、機械的耐久性、および熱安定性のために設計されました。この合金の主な目的は、耐磨耗性と靭性のバランスを提供し、高温下での長寿命を保証することです。機械的性能と耐薬品性の両方が要求される用途に特に適しています。
この合金は、バルブシート、シール、タービン部品などの重要部材に使用され、高い機械的荷重と化学的曝露に耐えます。Stellite 21 の配合はメンテナンスニーズを軽減し、エネルギー、石油・ガス、航空宇宙セクターなど、ダウンタイムが高コストとなる産業に理想的です。
Stellite 21 の化学成分
Stellite 21 の化学成分には、耐食性のためのクロム、強度のためのモリブデン、延性向上のための低炭素含有量が含まれています。これらの元素は相乗効果により、機械的柔軟性を犠牲にすることなく優れた耐磨耗性を確保します。
元素 | 組成 (%) |
|---|---|
コバルト (Co) | 残部 |
クロム (Cr) | 27.0-29.0 |
モリブデン (Mo) | 5.0-6.0 |
炭素 (C) | 最大 0.20 |
ニッケル (Ni) | 2.0-3.0 |
ケイ素 (Si) | 最大 1.0 |
マンガン (Mn) | 最大 1.0 |
鉄 (Fe) | 最大 2.0 |
Stellite 21 の物理的特性
Stellite 21 は熱安定性を提供し、機械的応力下で信頼性の高い性能を発揮するため、高温および腐食環境に適しています。
特性 | 値 |
|---|---|
密度 (g/cm³) | 8.33 |
融点 (°C) | 1325 |
熱伝導率 (W/(m·K)) | 11.9 |
弾性係数 (GPa) | 205 |
Stellite 21 超合金の金属組織構造
Stellite 21 は、微細に分散したクロムおよびモリブデン炭化物を含むコバルト母材を特徴とし、優れた耐磨耗性を提供します。これらの炭化物は、摩耗条件下で機械的特性を維持する合金の能力を高め、部材の寿命を延長します。
クロム含有量は保護酸化皮膜を形成し、合金の耐食性を向上させます。低炭素含有量は靭性を維持するのに役立ち、モリブデンは強度と耐食保護に貢献するため、熱変動と化学的曝露を伴う過酷な環境に適しています。
Stellite 21 の機械的特性
Stellite 21 は高い引張強度および降伏強度、良好なクリープ抵抗、信頼性の高い疲労性能を提供し、苛酷な環境下での長期的な耐久性を保証します。
特性 | 値 |
|---|---|
引張強度 (MPa) | 850-900 |
降伏強度 (MPa) | 500-600 |
クリープ強度 | 高温下で良好 |
硬度 (HRC) | 45-50 |
伸び (%) | 約 10% |
弾性係数 (GPa) | 210 |
Stellite 21 超合金の主要特徴
高い耐食性 Stellite 21 は、特に海洋および化学環境において優れた耐食性を提供します。合金の保護酸化皮膜は腐食環境下での長寿命を保証し、バルブ、シール、化学処理装置に理想的です。
熱安定性 この合金は高温下でも機械的強度と安定性を維持し、タービン部品や熱交換器などの部材に適しています。また、良好なクリープ抵抗性を示し、長期間にわたって性能を確保します。
耐磨耗性 Stellite 21 は、摩耗条件下でも信頼性の高い耐磨耗性を提供します。これにより、機械的応力が高い産業で使用されるバルブシートやポンプ部材の首选材料となります。
靭性と延性 低炭素含有量により、Stellite 21 は良好な延性と靭性を維持し、亀裂を生じることなく機械的衝撃や応力に耐えることができます。この特性は、衝撃荷重を受ける部材の耐久性を保証します。
長寿命 過酷な環境向けに設計された Stellite 21 は、最小限のメンテナンスで長寿命を提供します。摩耗、腐食、熱疲労に対する耐性により、部材は長期間稼働し続け、ダウンタイムとメンテナンスコストを削減します。
Stellite 21 超合金の被削性と加工
真空精密鋳造: Stellite 21 は真空精密鋳造において良好な性能を発揮し、優れた耐食性と寸法安定性を提供します。このプロセスは酸化を最小限に抑え、高性能用途向けの精密部材を保証します。
単結晶鋳造: Stellite 21 は炭化物の形成により均一な粒構造が妨げられるため、単結晶鋳造には適していません。これにより、高い方向性強度を必要とする用途での使用が制限されます。
等軸晶鋳造: 等軸晶鋳造は Stellite 21 に適しており、耐磨耗性と機械的性能を高める均一な微細組織を提供します。これにより、バルブシートやポンプ部材に理想的です。
超合金方向性凝固鋳造: Stellite 21 は必要な粒配向特性を欠いているため、通常は方向性凝固鋳造には使用されません。高い耐食性を必要とする静的用途により適しています。
粉末冶金タービンディスク: Stellite 21 は優れた耐食性を提供しますが、他の高温超合金と比較して中程度のクリープ抵抗性であるため、粉末冶金タービンディスクではあまり一般的ではありません。
超合金精密鍛造: Stellite 21 は固有の硬度により精密鍛造には一般的に使用されませんが、耐磨耗性を高める肉盛溶接や硬面処理用途では良好な性能を発揮します。
超合金 3D プリンティング: Stellite 21 は炭化物を形成する傾向があるため 3D プリンティングは困難ですが、高度な後処理技術により特殊用途向けの機械的特性を向上させることができます。
CNC 加工: Stellite 21 は CNC 加工に適していますが、その硬度により切削工具の摩耗が早くなる可能性があります。精度を達成するには、専用工具と技術が推奨されます。
超合金溶接: Stellite 21 は優れた溶接性を示し、硬面処理用途に広く使用されています。溶接部材は高い耐食性と長寿命を提供します。
熱間等方圧加圧 (HIP): HIP 処理は Stellite 21 の気孔を除去し、機械的完全性を向上させます。このプロセスは、熱サイクルと応力に曝露される部材で一貫した性能を保証します。
Stellite 21 超合金の用途
航空宇宙および航空: Stellite 21 は、耐食性と熱安定性が重要なバルブシート、燃料ノズル、その他の部材に使用されます。
発電: この合金は蒸気タービンや熱交換器に理想的であり、高温下で腐食と摩耗を最小限に抑えつつ長寿命を保証します。
石油・ガス: Stellite 21 は、過酷な環境下で腐食と摩耗に抵抗する能力により、バルブ、パイプライン、ドリルビットに一般的に使用されます。
エネルギー: エネルギーセクターでは、極端な熱サイクル下でもガスタービンや発電所で信頼性の高い性能を保証します。
海洋: Stellite 21 はポンプシャフト、バルブ、プロペラに使用され、海洋環境において優れた耐食性を提供します。
鉱業: 合金の耐磨耗性は、クラッシャー、ドリルビット、スラリーポンプなどの鉱業機器に適しており、稼働寿命を延長します。
自動車: Stellite 21 は、自動車エンジンで熱疲労に曝露される高性能排気バルブおよびその他の部材に使用されます。
化学処理: 合金は化学処理装置に採用され、 агрессивな薬品と高温に抵抗します。
医薬品および食品: Stellite 21 は、洗浄剤と滅菌に耐えながら、汚染のない医薬品および食品処理装置の表面を保証します。
軍事および防衛: 合金の靭性と耐食性は、ミサイルシステムや保護コーティングを含む軍事部材に理想的です。
原子力: Stellite 21 は原子炉のバルブ、ポンプ、シールに使用され、放射線と熱サイクル下で長期的な安定性を提供します。
Stellite 21 超合金を選択すべき時期
カスタム超合金部品（Stellite 21 など）は、耐磨耗性、耐食保護、熱安定性が求められる用途に理想的です。特に、部品が極端な温度と攻撃的な化学物質に曝露される航空宇宙、化学処理、海洋産業などの過酷な環境において効果的です。
Stellite 21 は、最小限のメンテナンスと長期的な耐久性を必要とする用途に最適な選択です。その溶接性は硬面処理や肉盛溶接用途に理想的であり、耐食性は化学反応器や原子力プラントでの信頼性の高い性能を保証します。機械的完全性を失うことなく摩耗条件に耐える材料が必要な場合、Stellite 21 は優れた選択肢です。
